高压隔离开关的完善维护改进Word格式.docx

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GW22A－252I型；

GW23A－252I型；

JW7－252I型；

GW22A－550型；

GW23A－550型等。

　　重庆新汇源高压开关公司也对其GW4－L26型、GW4－252型、GW22－252型、GW23－252型及GW7－252型高压隔离开关等进行了完善化改进。

　　此外，还有国内许多厂家也对其高压隔离开关进行了完善化改进。

高压隔离开关的质量问题的解决方案

　　在全国电力系统高压开关工作会议上，电力用户对运行于全国35~500kV各电网中高压隔离开关的质量状况进行了批评，指出普遍存在的隔离开关的四大问题：

一是触头过热；

二是瓷瓶断裂；

三是运动卡滞；

四是分合闸不到位。

这些问题的存在，已严重影响了电力网的安全运行。

会上要求电力系统各省局与隔离开关制造厂家联合对运行中隔离开关的质量情况进行调查分析，提出改造现生产的隔离开关和研制新型隔离开关的方案和措施。

　　按照全国电力系统高压开关工作会议的要求，针对高压隔离开关的质量问题，平高电气公司对此予以高度重视，并立即着手研究解决。

　　平高电气公司是国内大型高压开关制造企业，在隔离开关的生产及使用上占有很大比例，所提出隔离开关运行中的几大问题也不同程度的存在。

自2000年全国高压开关工作会议对隔离开关质量问题的批评和近期部分省局对平高隔离开关质量问题的反馈意见，平高电气对此非常重视，已派出主管隔离开关的设计人员参加电科院的各省局组织的隔离开关改造完善化小组的工作，与用户联合解决现运行隔离开关的质量问题。

公司已多次召开隔离开关质量问题分析会、隔离开关产品研发研讨会、现场生产技术专题会，并发动广大工程技术人员、设计和工艺专家、质量工程师，以治标、治本结合的方式，解决隔离开关的质量问题。

1.对现生产的各型隔离开关的完善和改进

公司已决定，对其生产的GW16、GW17、GW7、GW4型隔离开关进行设计完善化改进和质量整顿，限期在2002年底完成。

主要措施是：

1）GW1617—252、363、550型隔开关的主要改进方案。

从设计入手，改进现有隔离开关的设计结构不足之处，解决开关在运行中可能出现的合闸位置导电管伸不直或分合闸不到位的问题。

针对产品因部分零部件锈蚀而可能造成的运动卡滞或分合闸不到位，采取如下完善措施：

a）外露的传动轴材料全部改为不锈钢，其他外露的电镀锌件或改变材质或改变表面处理方法。

B）黄铜轴套更换为钢基表面烧结青铜加改型聚四氟乙烯复合轴套，外表面及端部镀锡以防止锈蚀。

C）开口销全部更换成不锈钢件。

D）针对部分隔离开关上导电管的进水而导致的夹紧弹簧和复位弹簧及顶杆、接管锈蚀的缺陷，采取修改部分零件的加工尺寸、部分零部件改为不锈钢材质、装配时涂抹二硫化钼等措施。

取消铜铝双金属板，对不同金属相接的导电面采用镀银或镀锡工艺处理。

还有其它一些防止锈蚀、防止触头过热、避免运动卡滞的改进措施。

2）GW7—252型隔离开关。

在设计方面，采取导电管先水平旋转后径向翻转的运动及结构形式，以保证动静触头的有效导电接触。

我公司已有额定电流3150A的此种结构形式，拟设计额定电流2000A，并覆盖1600A的这种结构形式的隔离开关。

在防止锈蚀、避免运动卡滞方面，采取与GW16、17型的类似措施。

在生产过程中，要严格工艺纪律，保证零部件的加工精度和质量，并按照技术条件的要求进行装配和出厂试验，确保产品的实物质量。

3）GW4—126、252型隔离开关。

对防止锈蚀、避免运动卡滞等按照以上所述的措施进行改进。

双柱水平断口旋转式隔离开关是我国电力系统110、220kV大量使用的隔离开关。

平高电气正在研制此种类型的新型隔离开关。

此种新型隔离开关的设计结构是：

导电杆采用自立式动触头结构；

底座、带调整螺栓的连杆采用非焊接结构；

机构输出与主操作杆的连接、三相联动拉杆的连接、地刀传动杆的连接都采用柔性连接结构；

所有螺栓、螺母采用不锈钢件。

126kV2000A的新型隔离开关已做完型式试验，将于年内向用户提供产品。

4）研制新设计电动操作机构，采用新设计制造的减速器加电动机总体结构；

辅助开关为凸轮加微动开关结构；

采用高可靠性、寿命长的电气元件；

机构箱的设计已做到密封可靠、表面不锈蚀、箱内方便接线和调整。

该机构已做完型式试验，机构输出功率1000Nm，机械寿命10000次，可配用各型隔离开关的操作，并可用于老型隔离开关的改造、替换原来的操动机构。

该机构也将于年内向用户提供。

2.关于隔离开关研发设计的新理念

　　隔离开关是电力系统实现分合、转换线路的重要开关设备，其可靠性和制造质量对电力系统的安全运行也起着非常重要的作用。

制造厂家应消除对隔离开关的研发设计、制造技术不重视、不提高的思想倾向，以隔离开关与断路器同等重要并追求高技术、高可靠性、高质量的理念，研发设计出新型的隔离开关。

1）在导电回路的设计中，自立型触头系统用新型铜质合金材料取代触指（触片）加弹簧结构，利用导电杆自身的弹性力及正常载流电动力的作用，以合理的动、静触头尺寸配合，使导电回路始终保持在有效的电接触状态，避免触头过热的现象发生。

2）转动部件的轴承、轴套，其设计要保证隔离开关在寿命期的运动中不生锈并保持润滑，就要选用新型全密封带润滑轴承或干润滑复合轴套。

对轴、轴销的材质，应尽可能用不锈钢。

3）因为结构件焊缝或焊点在涂漆的前处理后，经常会保留酸液，在户外环境运行中，焊缝或焊点处先腐蚀，然后扩大，形成大面积锈蚀，所以为防止隔离开关结构件的锈蚀，底座（架）、连杆与螺栓的固定连接，应采用非焊接结构。

4）瓷瓶以上的本体结构，其运动或传动部件，应尽量密封在壳体或管内，以防止雨雪和湿气、灰尘等的侵袭，造成零部件的锈、腐蚀，以至影响隔离开关的正常运行。

5）硅橡胶复合绝缘子是可替代瓷瓶的新型绝缘体，具有防污闪能力强、重量轻而强度高、不易破碎或断裂的特点。

现已广泛用于电力系统的悬式、棒式支柱绝缘子，电流互感器，出线套管等电气设备中。

应研制开发能适合隔离开关使用的硅橡胶复合棒型绝缘子，推广应用配有硅橡胶复合绝缘的隔离开关。

6）不要让用户在现场以焊接的形式进行联动杆和主传动杆的对接，应尽量采用柔性的连接方式，一是防止焊接处的生锈及扩大；

二是方便安装调整。

7）隔离开关的电动操动机构原理并不复杂，但要设计制造出高可靠性的机构并不容易。

重点是减速器总体结构设计，要具有足够操作隔离开关的输出功率、转距和转角范围。

再就是辅助开关，采用新型结构，如凸轮加微动开关，既能保证切换到位又方便调整。

电气元件的选型应是高可靠性、寿命长的元件；

机构箱的设计要考虑密封可靠、表面不锈蚀、内部方便用户的接线和调整等。

3.提高制造工艺技术，确保隔离开关产品质量

　　在隔离开关结构设计高起点的基础上，即采用新结构、选用新材料、严格零部件尺寸公差及特殊处理要求等，应严格制造工艺，保证零部件加工精度、材料热处理及表面防腐、防锈蚀的要求。

可以说，经过近年来的工厂技术改造，新增数控加工设备、焊接生产线、热处理生产线、铝镀银生产线、表面喷涂生产线等，已具备生产高质量隔离开关的工艺及装备条件，只要严格工艺纪律，严格质量管理，国内制造厂完全能够制造出满足电力用户需要的高技术、高可靠性、高质量的隔离开关。

隔离开关故障及运行维护

唐超旭

湖北省超高压输变电局双河变电站

摘要:

本文分析了双河变电站隔离开关的故障及处理方法，总结了隔离开关运行维护中的经验，提出了运行维护、检修的建议。

关键词:

隔离开关故障维护

AnAnalysisoftheFaultsoftheDisconnectingSwitchanditsOperation

TangChao-xu

ShuangheSubstation,ExtraHighVoltageTransmissionSubstationBureauofHubeiProvince

Abstract：

Inthispaper,theauthoranalysesthefaultsofthedisconnectingswitchinShuangheSubstationandthemethodsofremovingthem.Goodadvicehasbeenputforwardonthebasisoftheaccumulatedexperienceinthepast.

Keywords：

switchfaultsanalyze

1隔离开关配置及运行状况

双变隔离开关配置：

500KV双玉二回线采用沈阳高压开关厂GW12-500ⅡD型，第一串采用平顶山开关厂GW17-500DW型，500KV其余部分采用法国MG公司SOH型，220KV旁路、母联、主变中压侧采用法国MG公司DR-220型，220KV线路除双28采用平顶山开关厂GW7-220型和GW17-220型，其余部分均采用沈阳高压开关厂GW7-220型，20KV双511刀闸采用法国MG公司SV-24型，双521刀闸为沈阳高压开关厂GW12-35型。

隔离开关在一次设备中处于次要地位，但隔离开关却是运行操作的主要设备，一次设备的停送电依靠断路器断开，隔离开关隔离，整个一次操作绝大部分是隔离开关（含接地刀闸）的操作。

作为运行单位必须快速、正确的执行操作，对操作中出现的隔离开关故障能够及时处理。

日常运行中加强巡视，及时发现可能出现的缺陷和隐患，搞好维护工作，将隔离开关的故障尽可能降到最低。

双变运行二十年来，隔离开关总体健康水平良好，500KV系统隔离开关健康水平好于220KV。

我们坚持了月度维护制度，对电源回路进行了技术改造，保证了正常的操作。

坚持了停电时对电瓷瓶的防污清扫，运行中瓷瓶未曾发生污闪事故。

虽然日常运行及操作中隔离开关也出现过各种故障，但能正确处理，未影响到运行的安全性。

近几年来，随着设备的日益老化，出现的故障越来越多。

如220KV沈阳高压开关厂GW7-220型隔离开关在高峰负荷时，动静触头、接线板发热；

双521刀闸动触头间引流软铜线烧断、触头烧伤致使主变跳闸等。

这些故障已威胁到了电网安全稳定运行。

2隔离开关常见的故障

隔离开关运行中常见的故障类型有以下几种：

（1）接线板及动静触头接触部位发热。

（2）电动操作失灵。

（3）传动机构故障。

（4）操作不到位，夹持点过低。

2.1隔离开关接线板及动静触头接触部位发热

隔离开关发热问题在1996年以前出现很少，设备老化年限未到，触头发热故障较少，仅发现1992年6月8日监测发现双251刀闸A相靠母线侧静触头发热125℃，1992年11月21日,运行人员巡视发现双252刀闸B相靠开关侧静触头烧红。

1996年以后，迎峰度夏期间加强了对设备接点温度的检测，陆续发现了一些问题（见附表1）。

近几年来，每年迎峰度夏或重大节日前加强了红外线测温，发现成批接点发热，随之是紧张而频繁的停电处缺，既不能彻底解决问题，也给正常的运行工作带来很大压力，1999年5月10日4：

21双521刀闸动触头间引流软铜线烧断、触头烧伤，主变大差动保护动作，主变跳闸，后来将双521刀闸与20KV母线间引线拆除，才恢复主变送电，以后的刀闸检修及更换又多次将主变停电，可见刀闸发热的危害。

2.1.1隔离开关发热原因及特点

（1）运行年数长，设备趋于老化，触头夹紧弹簧松弛变形，夹力不够，导致部分触指与动触头不接触，使触指与动触头接触面减少，动静触头存在污垢，易氧化，接触电阻过大，触指上有明显的烧伤坑点。

（2）合闸角度存在偏差，致使接触面不够，连接螺栓紧固不够或过度致使螺栓断裂。

（3）迎峰度夏负荷较大时发热频繁。

以双家线双26单元发热为多，双家线运行负荷比其他单元大，在39个发热点中，双26单元有12个，占32℅。

（4）主变低压侧双511、521刀闸常年处于稳定大负荷状态。

（5）220KV3#、4#母线连接隔离开关检修难度大，当某一单元停电检修时，母线未停电，1字号、2字号刀闸不能检修。

从98年开始，随着发热点的增加，处理缺陷时用旁母代后，带电解头将隔离开关与带电母线脱离。

3#、4#母线连接的隔离开关发热点有21个，占54%。

（6）500KV隔离开关过热次数仅4个点，发生在原葛双二回线路刀闸双076及原姚双线线路刀闸双066，葛双二回在迎峰度夏时曾达百万负荷。

2.1.2隔离开关发热的处理

（1）继续进行温度监测,根据发热温度及发展速度决定是否报重大缺陷,是否需要向调度申请改变运行方式或压低负荷。

（2）运行方式的改变：

500KV开关两侧隔离开关发热，在两串及以上开关合环时，可断开与隔离开关相连的断路器。

500KV线路隔离开关故障，视发热程度决定是否线路停电。

220KV母线隔离开关发热故障，倒母线推上备用母线隔离开关，拉开故障隔离开关。

220KV隔离开关故障，也可用旁路代运行方法，将故障隔离开关退出运行。

20KV隔离开关发热故障可断开相连断路器，退出电抗器。

（3）检修：

隔离开关检修必须将隔离开关两端停电接地，20KV隔离开关要将主变停电解除隔离开关与20KV母线的连接，220KV母线隔离开关可采用带电解头将刀闸与3#、4#母线脱离电源后检修。

一般更换静触头弹簧夹和烧伤触指，清除动静触头氧化层，清洗动静触头，涂导电胶，紧固螺栓，彻底的办法是更换静触头。

处理后运行中测温显示触头温升在10℃以下。

2.2操作失灵

2.2.1隔离开关操作失灵原因

隔离开关电动操作失灵在运行中较为常见，其原因如下：

端子松动

控制回路不通继电器故障

接地刀闸辅助接点转换不良

激励保险熔断（或小开关未投）

激励回路不通端子松动

热耦动作

原因箱门未关好

电磁锁钥匙未归位

交流保险熔断（或小开关未投）

交流回路故障端子松动

接触器或电机故障

隔离开关操作失灵原因中激励回路不通为主要原因，记录缺陷104次，尤以电源保险接触不良和接地刀闸辅助接点转换不好最多，500KV刀闸不能自保持记录缺陷18次。

特别是220KV接地刀闸辅助接点是否到位无从指示，且多个接地刀闸辅助接点串联增加了回路不通的可能性。

现场操作时临时处理：

在查明条件满足时、动力电源正常时，且经有关技术人员同意后，220KV隔离开关采用短接激励电源执行操作，500KV隔离开关可长时间将操作把手保持在执行位置待灯熄后松开。

2.2.2电气回路的技术改造

（1）我站对220KV、500KV端子箱电源进行改造，将保险换为小开关，基本上解决了电源缺相的问题。

（2）220KV电磁锁作了改进，将电气回路移至继电器室QB屏，现场只有机械部分，用电磁锁钥匙闭锁隔离开关的电气回路，解决了辅助接点转换不良的老毛病，也解决了以前电磁锁电气回路易进水造成直流接地的隐患。

2.3机构故障

传动机构故障在操作中并不常见，运行人员处理此类故障缺乏经验与技能，一旦发生，延误时间，操作难以继续进行，刀闸机构故障见附表2。

2.4操作不到位及夹持点低

操作不到位在运行操作中出现比较多，220KVGW7-220型记缺15次。

可采用手动操作，也可调节传动机构螺杆。

500KV除第一期工程外（双04、05、06、09单元刀闸），普遍存在隔离开关夹持点过低的问题。

原因：

隔离开关底座有所下沉，安装初期调整将位置定死，夹持点安装偏低，检修时调整裕度不大。

检修要求夹持点距下端100mm,地面观察已经偏低，而实际仅65-70mm,有的仅30mm。

2.5其他问题

（1）沈阳高压开关厂SW7-220型隔离开关支柱瓷瓶下部连接处为空心铸铁，易积水，冬季接冰，曾使凤变隔离开关开裂。

我站该类刀闸共30组，86年1月5日对该类型刀闸铸铁钻孔排水，发现有积水的16组，占53%。

（2）运行巡视及检修中，常发现接线板螺栓断裂，地面有断裂螺栓。

有记录螺栓断裂17个。

（3）我站接地刀闸全部采用就地操作，双28、双玉二回及500KV第一串采用就地电动操作，其余接地刀闸都是就地手动操作，操作量大、故障也多。

（4）接地刀闸常见故障有：

500KV接地刀闸位置指示不正确，记缺49次，有的操作一相或两相指示即正确，有的指示卡死，每次操作必须就地与主控取得联系，确保三相辅助接点均转换良好，主控指示正确。

接地刀闸辅助接点盒指示灯及灯罩几乎全部损坏，无备品更换。

（5）电磁锁故障，500KV电磁锁存在条件满足不励磁，机械卡死，钥匙取不出等故障。

220KV除双26外，电磁锁已改造为EL系列型，故障大为减少。

（6）220KV接地刀闸推上时三相不一致较为常见，有的相推不到位，有的相推过头将止位铁丝撞断，分闸时拉不开。

运行人员登高戴绝缘手套拉动动触头杆，存在一定危险性。

分闸时不完全到位，与水平线存在一定角度。

3隔离开关的巡视及运行维护

巡视工作是发现设备缺陷的有效手段，运行人员巡视中多次发现接点处有微微蒸汽，然后测温发现过热点，如主变低压套管、葛双二回线路刀闸发热，92年11月21日,运行人员巡视发现了双252刀闸B相靠开关侧静触头烧红。

在特殊天气组织人员巡视，检查接点有无冒汽，雪水融化，检查是否有箱门吹开，设备上有无悬挂物等等。

加强运行维护工作能保证隔离开关在任何情况下正常操作，专责班每月对端子箱、端子排清扫，清除浮灰，堵洞，用丙酮擦除机构部分油垢，检查三相动力电源及激励电源是否正常，处理操作失灵等缺陷。

对加热器进行了改造，对端子箱、操作箱加装密封圈。

在维护中多次发现端子松动，保险熔断，小开关接触不好，接地刀闸辅助接点转换不良等故障，都及时给予了处理。

每次设备停电，都安排运行人员对隔离开关支撑瓷瓶及相关的独立支撑瓷瓶进行防污清洗，采用灰垢型清洗剂，涂上瓷瓶，数分钟后即可擦干净，然后用清水湿布擦几遍即可。

运行中未发生放电现象，也未发现瓷瓶损伤。

每年冬季来临之前，对GW7-220型隔离开关支柱瓷瓶下部铸铁钻孔进行疏通，保证出水正常，防止结冰冻裂设备。

4隔离开关运行维护、检修方面建议

（1）年度开关单元检修时，采用带电解头加强对220KV母线隔离开关检修，应列入计划和规定。

（2）隔离开关触头弹簧部件更换或整个静触头的更换应该视老化程度缩短周期（要有部件更换周期），沈阳高压开关厂GW7-220型隔离开关最好列入计划予以整体更换。

（3）检修后隔离开关导电回路电阻测量在九零年以前还在进行，后来就几乎没有测量（九六年以后接点发热进入频发期）。

动静触头接触面的电阻是发热的主要原因，导电回路电阻测量也是检验检修质量的手段，合格与否作为检修设备投运的条件。

（4）接点在线温度监测是发现接点发热的主要手段（占85%），设备接点发热比较隐蔽，巡视发现较为困难，在线测温应进一步加强，是否考虑每季度普遍测温一次。

目前，测温以普遍测温、重点测温、疑点测温三种方式相结合。

普遍测温每年一次，夏季进行；

重点测温是对普测发现温升超过一定值的部位定期进行测温；

疑点测温就是负荷较大时对大负荷点及可能发热的部位进行在线测温。

（5）建立接点过热的有关规定。

上级部门及规程中并未规定多少温度（或温升）报一般缺陷、重大缺陷、向哪一级调度汇报、是否应该停电。

我站以温升超过65℃报重大缺陷，温升在40℃-65℃间报一般缺陷，且每周重点监测一次（实际上每日测数次）。

（6）隔离开关接触器很多无防护罩,运行中容易发生误碰，应考虑补装完善。

220KV隔离开关端子排编号字迹模糊不清，需核对后重写。

运行维护中要注意端子的紧固。

箱门的密封圈易老化，要经常更换，良好的密封可减少维护工作量。

附表1近几年隔离开关发热检测情况

年份

刀闸编号

位置

温度

96年

双076

B相引下线线夹

93℃

双266

C相两端线夹

90℃

双342

C相靠开关侧触头

100℃

97年

C相靠母线侧触头

75℃

98年

A相靠开关侧接线板

51℃

B相两端动触头

101℃

C相两端动触头

67℃

双341

108℃

97℃

A相靠开关侧动触头

60℃

B相靠开关侧动触头

99年

双346

双291

B相靠开关侧线夹

85℃

C相靠开关侧线夹

78℃

B相靠母线侧线夹

120℃

双292

A相靠母线侧线夹

115℃

99℃

双521

动触头间引流软铜线烧断、触头烧伤

2000年

C相靠母线侧连接板

114℃

161℃

双261

A相靠线路侧连接板

105℃

双262

B相靠开